Dynamisches Spritzprägen für Bipolarplatten

Das Spritzprägen stellt ein innovatives Verfahren der Kunststoffverarbeitung dar, bei dem ein Kunststoffmaterial unter extrem hohem Druck in das Werkzeug injiziert wird, um Bauteile mit präzisen geometrischen Eigenschaften zu fertigen. Der Prozess beginnt mit dem Erhitzen des Kunststoffgranulats, bevor es mittels einer Injektionsdüse in die Formkammer eingespritzt wird, in der es sich unter kontrollierten Bedingungen abkühlt und erstarrt. Durch die Anwendung dieses Verfahrens können nicht nur komplexe und fein strukturierte Geometrien, sondern auch sehr präzise Details auf mikroskopischer Ebene realisiert werden, was die Methode besonders für Anwendungen mit hohen Anforderungen an die Maßhaltigkeit geeignet macht. Ein wesentlicher Vorteil des Spritzprägeverfahrens liegt in seiner hohen Wiederholgenauigkeit, die es ermöglicht, nahezu identische Bauteile in großem Umfang zu produzieren, wodurch es sich besonders für die Serienfertigung eignet. In diesem Zusammenhang spielt die dynamische Prozessführung eine zentrale Rolle, da sie die kontinuierliche Anpassung von Parametern wie Temperatur, Einspritzgeschwindigkeit und Druck erfordert, um die Qualität der hergestellten Produkte zu optimieren und etwaige Materialverluste zu minimieren. Durch die präzise Steuerung dieser Variablen können nicht nur die gewünschten mechanischen und thermischen Eigenschaften der Endprodukte gewährleistet werden, sondern auch die Effizienz des gesamten Fertigungsprozesses gesteigert werden.

Hochpräzise Bipolarplatten für die Wasserstofftechnologie – Innovation durch dynamisches Spritzprägen

Im Zuge der Energiewende und der zunehmenden Elektrifizierung von Mobilität und Energieversorgung spielt die Brennstoffzellentechnologie eine zentrale Rolle. Besonders im Schwerlastverkehr, der Luftfahrt sowie in stationären Energiespeichern bietet Wasserstoff eine vielversprechende Alternative zu fossilen Brennstoffen. Ein entscheidender Bestandteil dieser Technologie sind Bipolarplatten, die als Kernkomponenten von Brennstoffzellen für die Verteilung von Reaktionsgasen und den Stromtransport verantwortlich sind.
Das Forschungsprojekt widmet sich der Entwicklung hochpräziser Bipolarplatten aus Kunststoff-Compounds mittels eines innovativen Spritzprägeverfahrens mit dynamischer Werkzeugtemperierung. Ziel ist es, die Effizienz und Wirtschaftlichkeit der Brennstoffzellenproduktion durch die Reduktion von Materialkosten sowie einer verbesserten Fertigungsgenauigkeit zu steigern. Im Vergleich zu herkömmlichen Metalllösungen bieten kunststoffbasierte Bipolarplatten Vorteile wie eine hohe Korrosionsbeständigkeit, ein geringeres Gewicht und geringere Produktionskosten. Gleichzeitig stellt die Verarbeitung hochgefüllter Kunststoffschmelzen und die präzise Abformung feinster Kanalstrukturen eine große technologische Herausforderung dar.

Durch den gezielten Einsatz von Temperatur- und Drucksteuerung im Spritzprägeprozess untersuchen das Projekt neue Wege zur Herstellung dünnwandiger, hochleitfähiger und langlebiger Bipolarplatten. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen zur Weiterentwicklung der Wasserstofftechnologie beitragen und eine breitere industrielle Anwendung von Brennstoffzellen ermöglichen. In enger Zusammenarbeit mit Partnern aus Wissenschaft und Industrie wird so ein wichtiger Beitrag zur nachhaltigen Energieversorgung und Mobilität der Zukunft geleistet.